用于在超声波流量测量系统中使用的呼吸管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种供用于测定人和动物呼吸的体积流量和/或摩尔质量的超声波流量测量系统中使用的呼吸管。
【背景技术】
[0002]为了测量呼吸流量，一般使用以下测量方法中的一种:
[0003]1.基于通过呼吸管中的阻力来测量流量相关压降的方法；
[0004]2.利用流中热丝的冷却来测定气体速度的方法；
[0005]3.基于涡轮机的转速测量的方法，以及
[0006]4.测量与流一起和逆着流前进的超声波脉冲的运行时间的方法。
[0007]在医疗环境中，多年来越来越多地使用在EP0597060A1中描述的基于超声波运行时间测量的方法。医疗应用因以下特殊性而不同于工业应用。
[0008]-测量范围极大且响应速度高，即必须用高采样速率来准确地测量极高峰值流速和极低流速。
[0009]-气体组成变化极大。在某些医疗测试方法中使用不同的气体。在理想情况下，气体组成不影响呼吸流速的测量。
[0010]-必须存在良好的卫生性能。这意味着装置在患者变化期间必须适于清洗，以避免所有环境下的交叉感染。
[0011]在基于超声波运行时间测量的流量测量装置中，经常使用可更换的呼吸管以避免交叉感染。在EP 0597060 BUUS 5,419,326和US 5,647,370中描述了所述可更换呼吸管。
[0012]到目前为止所使用的呼吸管大体上具有圆形或略椭圆形的横截面。通常，优选20mm的内径，因为其对应于在麻醉中广泛使用的管径。图1示出根据这种现有技术在用于肺功能诊断的肺活量计中使用的呼吸管的示例性实施方案。呼吸管包括以下元件:
[0013]-集成管嘴I，患者用唇部包住所述集成管嘴I，
[0014]-具有三角形定位标记的环2，其清楚地限定呼吸管在测量系统中的位置，
[0015]-密封唇3，其抵靠测量系统密封呼吸管，
[0016]-呼吸管的主体4，其具有约20mm的圆形内径，
[0017]-椭圆形声音开口5，其允许超声波在此处并未示出的超声波流量测量系统的两个倾斜布置的发射元件与接收元件之间传输，以及
[0018]-倒钩6，其防止可能不经意地将呼吸管再次从测量系统中推出。
[0019]通常以注塑技术制造呼吸管。声音开口的开口通常设有网，所述网在生产过程中被注塑成材料。这些网具有非常小的开敞表面，允许声音脉冲的传输，并且另一方面防止呼吸管中的失速和因此造成的强涡流。因为每位患者仅使用一个呼吸管，所以这些网防止患者之间可能发生交叉感染。
[0020]然而，由于它们的构造，上述可更换呼吸管具有下文列出的一些缺点:
[0021]-具有三角形定位标记的环不能保证使用者总是在完全相同的位置处将呼吸管推入到测量系统中。
[0022]-呼吸管例如不能被完全推入或不能准确地对准(呼吸管的不希望的旋转)。然而，未正确定位在测量系统中的呼吸管在速度测量中导致测量误差。
[0023]-测量路径的超声波穿透在圆形横截面中不是最佳的并且不覆盖气流的上部或下部。气流在横截面上的不等分布也可导致测量误差。
【发明内容】
[0024]本发明的目的是开发一种通用的呼吸管，使得消除前述缺点。具体地说，将在系统中检测到呼吸管是否插入其正确位置。
[0025]根据本发明，通过权利要求1的特征的组合来解决该目的。在供用于测定人和动物呼吸的体积流量和/或摩尔质量的超声波流量测量系统中使用的通用呼吸管中，呼吸管相应地至少部分被设计成具有多边形横截面。呼吸管包括至少一个指示器，所述指示器可通过外部光学装置进行读取。
[0026]呼吸管的至少部分提供的多边形横截面防止呼吸管可能以扭曲的方式插入到测量系统中。优选地，不对称地设计用于该目的的多边形横截面，以便防止呼吸管的错误插入(例如因不经意地扭曲一定的角度值)。
[0027]通过至少一个指示器，可自动检测测量系统中呼吸管的存在。另外，还可确保测量系统内呼吸管在纵轴上的正确定位。通过指示器的选择，可另外读取关于呼吸管的类型的?目息O
[0028]可从主要权利要求之后的从属权利要求中获取本发明的有利方面。
[0029]因此，至少一个指示器可由呼吸管的外表面上的区域形成，所述外表面在颜色和/或反射度上不同于呼吸管的其余表面。由于至少一个指示器的该信息，其可通过光学装置例如像挡光板或反射挡光板进行读取。这些挡光板被整合到对应的使用呼吸管的超声波流量测量系统中。
[0030]根据本发明的一个尤其有利的方面，至少一个指示器可由呼吸管的外表面的形状形成。为了形成至少一个指示器，呼吸管例如可在至少一个边缘的区域中形成梳状。光束例如可穿过由此形成的梳状边缘表面中的空间，照射到光学传感器上。
[0031]根据本发明的另一个有利方面，呼吸管具有近似矩形的横截面，其中呼吸管的外部略斜地延伸。由此可防止不经意地将呼吸管偏移180度而插入到测量系统中。
[0032]有利地，呼吸管在其表面上具有至少一个周向密封唇。由于所产生的作用于外部的均匀力，与呼吸管可插入其中的测量装置相配合的至少一个密封唇可实现与测量装置即超声波流量测量系统的内表面的牢固密封。
[0033]通过织物状网有利地将用于使超声波脉冲穿过的呼吸管中的开口封闭。在用于生产由可注塑的塑性材料制成的呼吸管的注塑操作过程中，织物状网可各自为可由相同材料注塑的。然而，可选地，织物状网还可由不同于呼吸管的材料制成并且可在用于覆盖开口的单独的处理步骤中与呼吸管相连。
[0034]根据本发明的另一个有利方面，呼吸管可包括待单独插在其上的管嘴。
[0035]另外，呼吸管可另外包括优选地也可设计成待插在其上的过滤器。
[0036]最后，呼吸管还可在其外表面上具有至少一个突起，通过所述突起可将呼吸管从超声波流量测量系统中推出。
[0037]有利地，不同类型的呼吸管可具有不同的内横截面，以便针对特殊应用在呼吸管的容积和测量分辨率方面进行优化。
[0038]通过至少一个指示器可靠地检测呼吸管的类型另外有利地提供超声波流量测量系统的测量评估的调整。可针对相应使用的呼吸管调整所测量的流量信号的线性化，即所测量的发射次数与体积流量的输出速度之间的数学关系的线性化。
【附图说明】
[0039]将参考附图中所示的示例性实施方案详细地解释本发明另外的特征、细节以及优点。
[0040]在附图中:
[0041]图1示出根据现有技术的呼吸管的示意图；
[0042]图2示出根据本发明的呼吸管的第一实施方案的透视图；
[0043]图3示出根据图2的呼